《GPS测量定位技术》课件

测量定位技术GPSGPS测量定位技术是现代测量技术中一项重要的技术，应用于各种领域，包括测绘、导航、地质勘探等等投稿人技术发展历程GPS1957苏联发射第一颗人造卫星，开启了太空时代1960美国海军首次使用“Transit”系统进行导航定位1973美国国防部开始研制GPS系统1978第一颗GPS卫星发射升空1983GPS系统开始全面部署1994GPS系统向全球开放，并逐渐应用于民用领域2000GPS系统精度不断提升，应用范围不断扩展2018GPS系统进入更新换代阶段，推出新型卫星，提升系统精度系统组成及工作原理GPS空间段地面控制段用户接收段由24颗运行在距离地面约20,200公里包括主控站、监测站、上传站等，负接收来自卫星的信号，并通过计算获的轨道上的卫星组成，卫星发出信号责监控卫星运行状态，并对卫星进行得用户的位置、速度、时间等信息，供接收机接收和处理轨道和时钟的修正三大全球导航系统介绍GPS GLONASS美国研发的全球定位系统，俄罗斯研发的全球导航卫星是世界上第一个实用化的卫系统，与GPS系统类似，拥星导航系统有强大的军事用途和民用应用北斗中国自主研发的全球卫星导航系统，在亚洲、大洋洲和非洲等地区提供高精度导航服务接收机硬件结构GPSGPS接收机主要由天线、接收机、处理机和显示器等部件组成天线负责接收来自卫星的信号，并将其传递给接收机接收机负责放大、滤波和解调卫星信号，并提取其中的数据信息处理机负责对接收到的数据进行计算和处理，最终输出定位结果显示器负责显示定位结果和相关信息接收机工作流程GPS信号接收1接收卫星信号信号处理2解码卫星信号定位计算3计算经纬度和高度数据输出4显示和存储定位数据伪距测量技术卫星信号传播时间大气延迟和钟差影响12通过测量卫星信号从发射伪距测量受大气延迟和卫到接收的时间，计算卫星星/接收机钟差的影响，与接收机之间的距离，即需要进行相应的校正伪距多颗卫星定位3至少需要四颗卫星的观测数据才能解算出接收机的三维坐标相位测量技术精确测量多路径误差相位测量技术利用接收信号的相位变化来精确测量距离，相位测量技术对多路径误差敏感，需要采取措施减小误差比伪距测量精度更高的影响差分技术GPS提高精度更精准的定位通过接收基准站的差分改正信息在测量、导航等领域应用广泛，，可以显著提高定位精度提供更精确的地理位置信息实时修正接收机实时接收基准站的差分信号，进行实时修正实时动态测量技术实时动态测量技术，又称RTK技术RTK技术利用基准站和流动站之间，是指在测量过程中，接收机实时的差分观测数据，消除误差，提高接收卫星信号，并通过数据处理，测量精度得到实时高精度坐标信息的技术该技术具有实时性强、精度高、效率高、应用范围广等特点，在工程测量、地质勘探、导航等领域得到广泛应用数据处理基本方法GPS数据预处理坐标转换解算坐标精度评估去除错误数据，例如卫星将GPS数据从WGS-84坐利用最小二乘法等方法，评估定位结果的精度，并信号质量差的数据或异常标系转换为其他坐标系，根据接收到的卫星信号计分析误差来源，为后续工值，确保数据质量例如UTM坐标系或国家坐算出观测点的坐标作提供参考标系后处理计算流程1234数据预处理轨道确定坐标转换精度评估对观测数据进行质量控制利用卫星轨道参数，将观将地心坐标系转换为当地分析测量精度，并根据需、滤波、平滑等处理测数据转换为地心坐标系坐标系求进行误差修正坐标系统与转换地理坐标系投影坐标系坐标转换123使用经度和纬度定义地球表面将地球表面上的点投影到平面将不同坐标系之间的坐标进行上的点上，使用平面直角坐标系表示转换，例如地理坐标系转换为投影坐标系测量精度指标GPS测量精度指标是评价测量结果准确程度的重要指标精密单点定位技术高精度接收机多路径消除精密测量使用高精度GPS接收机，接收来自多采用先进的信号处理技术，有效消除结合精密测量仪器，提高定位精度和个卫星的信号多路径误差可靠性实时动态定位技术实时跟踪数据传输实时动态定位技术允许用户通过无线网络或卫星通信，实时跟踪目标的位置，并可将定位数据实时传输到中央用于车辆跟踪、资产管理、控制系统或用户终端，提供人员定位等应用实时位置信息应用广泛在交通运输、物流管理、应急救援、城市规划等领域发挥着重要作用，提高效率、安全性及管理水平测量系统组成RTKRTK测量系统由基站和流动站组成基站接收卫星信号并计算出精确的坐标，并将坐标信息发送到流动站流动站接收卫星信号并接收基站的坐标信息，然后计算出自身的位置•基站通常安装在已知坐标点上，负责接收卫星信号并计算坐标信息•流动站手持式或车载式接收机，负责接收卫星信号和基站的坐标信息，计算自身位置测量工作流程RTK准备工作1仪器校准，建立基准站数据采集2移动接收机测点数据处理3解算坐标，生成成果高精度高可靠应用RTK精准测量实时定位RTK技术在精准农业、测绘RTK技术可实现实时定位，工程、基础设施建设等领域有效提高施工效率和安全性应用广泛，为工程建设提供，减少人为误差，保证工程高精度定位数据，提高施工质量效率和质量可靠性高RTK技术具有很高的可靠性和精度，适用于各种复杂地形和环境条件下的测量任务应用挑战与展望RTK技术提升应用扩展12持续提升RTK技术的精度探索RTK技术在更多领域、可靠性和稳定性应用的可能性，例如无人驾驶、智慧城市等标准化3推动RTK技术标准化，提高不同设备之间的兼容性，促进产业发展北斗卫星导航系统中国自主研发全球覆盖北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统北斗系统已建成由35颗卫星组成的全球星座，可为全球用它是中国继“两弹一星”之后又一项重大科技成果，体现了户提供全天候、全方位、高精度定位、导航、授时等服务中国的科技实力北斗系统优势及应用全球覆盖高精度定位北斗系统已实现全球覆盖，为全北斗系统提供厘米级定位精度，球用户提供服务满足高精度应用需求快速响应北斗系统具有快速响应能力，能够及时获取定位信息北斗系统前景展望全球覆盖应用广泛技术创新随着北斗三号全球卫星导航系统的建北斗系统在交通运输、农业、测绘、北斗系统将持续推进技术创新，不断成，北斗系统将实现全球范围内的服气象、电力等多个领域拥有广泛的应提升导航定位精度和可靠性，并积极务覆盖，为全球用户提供精准的定位用，其应用范围将不断扩展，为各行探索新的应用场景，引领全球导航定、导航和授时服务各业提供更精准、高效的服务位技术发展方向融合技术GNSS多系统优势互补增强抗干扰能力扩展应用场景结合GPS、北斗、GLONASS等多个利用多系统信号的多样性，有效克服融合技术可用于各种应用场景，例如卫星导航系统，利用各自优势，提升单一系统信号弱或受干扰的情况，提无人驾驶、精密农业、灾害预警等定位精度和可靠性高定位的稳定性综合导航定位系统多源融合数据处理12结合GPS、北斗、运用先进的算法对来自不GLONASS等多种导航系同系统的数据进行融合处统，提高定位精度和可靠理，消除误差，提高定位性精度应用场景3广泛应用于无人驾驶、智能交通、精准农业、智慧城市等领域定位技术在测绘领域的应用高精度地图绘制无人机测绘工程测量GPS技术可以用于绘制高精度地图，无人机结合GPS技术，可以快速高效GPS技术可以用于道路、桥梁、隧道为各种应用提供准确的地理信息地进行地形测量和数据采集等工程项目的测量和施工控制定位技术在交通领域的应用导航系统交通流量监测GPS导航系统可以为驾驶员通过GPS定位，可以实时监提供实时路线指引，避免迷测道路交通流量，有效缓解路，提高驾驶效率交通拥堵车辆管理智慧交通利用GPS定位，可以实现车GPS定位技术是智慧交通系辆的实时跟踪、调度管理，统的重要组成部分，为智能提高车辆运营效率交通管理、智能停车等应用提供基础数据定位技术在农业领域的应用精准农业智能灌溉利用定位技术，实现对农作物生根据土壤水分状况和作物需水量长环境的精确监测和管理，提高，精准控制灌溉系统，节约水资农业生产效率源无人机作业利用无人机进行农药喷洒、播种、植保等工作，提高效率和安全性定位技术在测绘工程中的应用地形测绘工程测量变形监测高精度定位技术可以用来构建高精度用于工程建设中的放样、测量和监控监测建筑物、桥梁或隧道等结构的变地形图和数字高程模型，用于地质勘，确保建筑物的准确位置和尺寸形，确保其安全性和稳定性探、城市规划和自然资源管理总结与展望GPS测量定位技术不断发展，应用范围越来越广，未来将继续朝着更高精度、更低成本、更智能化方向发展。